De même, on peut définir un nombre magnétique quantique de spin m pour la projection du moment propre sur une droite arbitraire. Ceci se traduit naturellement par l’existence d’un nombre quantique, le nombre quantique de spin s, qui permet de calculer le moment cinétique propre selon une formule analogue à celle du moment cinétique orbital. A son état dynamique lié à l’existence de l’atome, l’électron jouit d’un état dynamique propre. Le moment cinétique dépend de la répartition des masses par rapport au centre ou à la droite autour desquels le corps tourne. Le moment de la quantité de mouvement est un concept fondamental en physique quantique de l’atome.

Le monde matière/lumière est bel et bien fondé sur des contradictions. Le spin a des conséquences fondamentales en physique quantique puisqu’il détermine le comportement des particules. Par contre, si la particule est entourée d’un nuage de particules virtuelles chargées, ce nuage peut tourner. En effet, la particule est ponctuelle (si elle ne l’était pas, des parties de cette particule tourneraient à des vitesse dépassant celle de la lumière) et un point ne peut pas tourner sur lui-même. En se liant à l’électron de matière, le positron virtuel a relâché un électron virtuel avec lequel il était couplé et qui reçoit l’énergie de l’émission du photon, ce qui lui permet de devenir, lui, l’électron de matière, alors que l’ancien électron de matière est, lui, devenu électron virtuel. Mais, en fait, chaque électron de matière est entouré de quanta virtuels, les plus proches étant d’électricité opposée, ont tendance à se coupler avec l’électron de matière, créant ce fameux dipôle qui donne un champ magnétique et donc un spin de rotation.

Interprétation du spin dans les théories physiques et enjeux contemporains

Les atomes effectuent dans le champ magnétique un mouvement de précession (rotation de Larmor) autour de la direction du champ. Pour cela, ils utilisaient un champ magnétique inhomogène dans la direction perpendiculaire à celle du jet des atomes, champ qui produisait une force agissant sur ces atomes. Gerlach réalisèrent une expérience qui permettait, grâce à l’intervention d’un champ magnétique, de dissocier spatialement deux états quantiques des atomes d’argent, sous forme gazeuse, du fait d’une composante opposée de leur moment magnétique. Le faisceau de particules se sépare en deux faisceaux correspondant aux deux orientations du moment magnétique de spin dans le champ (expérience de Stern et Gerlach). C’est précisément ce que l’on observe lorsque l’on fait passer des électrons dans un champ magnétique inhomogène.

Facteur de Landé

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• Le spin a des conséquences fondamentales en physique quantique puisqu’il détermine le comportement des particules.
• Mais le plus renversant pour la physique quantique a été de devoir admettre des rotations quantifiées.
• Le photon peut donc être modélisé comme un anneau en rotation de masse hν / c2 en accord avec son spin un.
• L’existence du spin fut également suggérée en 1925 par les physiciens américains d’origine néerlandaise Samuel Abraham Goudsmit et George Eugene Uhlenbeck.
• Il leur suffit d’un très léger préjugé en plus de chances en faveur de l’orientation opposée.

Bienvenue chez la Spin Family

Enfin, le moment cinétique intrinsèque (de spin) et le moment magnétique intrinsèque (de spin) sont tous deux confondus sous le terme de « spin ». C’est la seule observable quantique qui ne présente pas d’équivalent classique, contrairement, par exemple, à la position, l’impulsion ou l’énergie d’une particule. Comme d’autres observables quantiques, sa mesure donne des valeurs discrètes et est soumise au principe d’incertitude.

Les nombres quantiques de spin nucléaire sont écrits I pour le spin, et mI ou MI pour la composante sur l’axe-z. Les symboles majuscules sont employés ː S pour le spin électronique total, et mS ou MS pour la composante sur l’axe z. Les nombres quantiques de spin sont définis aussi pour les systèmes de spins couplés, tels que les atomes de plus qu’un électron. Aujourd’hui, on sait que le photon n’a pas de spin au sens classique (pas de référentiel de repos), et que c’est son hélicité qui transporte ce moment cinétique intrinsèque.

Les particules matérielles, qu’elles soient électriquement chargées comme l’électron ou le proton ou neutre comme le neutron, possèdent un champ magnétique qui correspond à un moment de rotation. En effet, si la particule est ponctuelle, la notion de rotation propre autour de son axe est tout simplement dénuée de sens physique. Historiquement, le spin a d’abord été interprété par Samuel Goudsmit et George Uhlenbeck en septembre 1925 comme étant un moment cinétique intrinsèque, c’est-à-dire dû à une rotation de la particule sur elle-même. (…) On supprime alors le champ ; l’état ordonné précédemment créé subsiste pendant une certaine durée (par exemple, un dixième de seconde). Son moment magnétique provient en fait du noyau de l’atome et non des électrons, ce qui assure un excellent découplage entre ces spins et les autres degrés de liberté du solide que l’on peut donc oublier. Entre dans la Family, propose des coaching de qualité et fais progresser ton jeu !

Obtenir que les spins soient parallèles est contraire aux lois (pas de direction privilégiée de l’espace), à moins que les électrons ne se maintiennent éloignés les uns des autres. Il existe en mécanique quantique un principe, que l’on appelle principe d’exclusion, selon lequel deux électrons ne peuvent occuper exactement le même état, ne peuvent exister exactement dans les mêmes conditions de position et d’orientation de spin. Ici R représente le moment cinétique de l’atome restant – c’est-à-dire de l’atome sans l’électron de valence – K le moment cinétique de l’électron de valence, J leur résultante et m la projection de J sur la direction du champ magnétique extérieur, toutes grandeurs exprimées dans les unités quantiques usuelles. Dans la mesure où l’on peut négliger l’émission et l’absorption de rayonnement, ainsi que les SpinBoss officiel collisions et les autres effets du même type, les atomes effectuent dans le champ magnétique un mouvement de précession (rotation de Larmor) autour de la direction du champ.